旋转机械制造技术

旋转机械具备：壳体(10)，形成有供动叶片(50)的前端进入的腔室(12)；多个密封片(17)，从壳体(10)的腔室(12)的内周面向动叶片(50)的前端延伸，对壳体(10)与动叶片(50)之间的空间进行密封；及涡旋隔断器(2)，在多个密封片之间，从壳体(10)的腔室(12)的内周面向径向内侧延伸，并具有供回旋流碰撞的回旋流碰撞面(3)，并且在回旋流碰撞面(3)的至少一部分形成有使回旋流沿周向通过的回旋流通过部(n)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转机械
本专利技术涉及旋转机械，尤其是涉及具备减少泄漏损失的密封机构的旋转机械。本申请主张在2013年4月3日提出申请的日本特愿2013-078029号的优先权，并将其内容援引于本文中。
技术介绍
在蒸汽轮机、燃气轮机等旋转机械中，为了防止蒸汽等工作流体从形成于静止侧(壳体)与旋转侧(动叶片)之间的间隙泄漏而使用密封机构(例如参照专利文献1)。例如，为了减少通过了静叶片之后的工作流体在动叶片与壳体之间的间隙(动叶片梢腔室)内通过，已知有例如在壳体的内周形成有向动叶片延伸的密封片等密封部件的技术。专利文献1：日本特开2006-104952号公报专利文献2：美国专利第7004475号说明书
技术实现思路
然而，近年来，在旋转机械中，存在产生低频振动等自激振动的事例。该自激振动的原因是，在通过静叶片而具有较强的周向速度分量(涡旋分量、回旋分量)的流动(回旋流)通过密封片时，在密封片间的腔室内形成在周向上不均匀的压力分布。从这种背景出发，旋转机械的密封机构希望用于使涡旋分量减少/衰减的结构。作为这种结构，如专利文献2所记载的装置那样，已知有在动叶片梢腔室内设置干扰板的技术。但是，该装置使用的密封部件成为由密封片和干扰板构成的蜂窝结构。具体而言，该蜂窝结构成为通过沿轴向延伸的干扰板而分割密封片的结构，由于连续的干扰板而工作流体无法进入至结构的内部，因此涡旋减少效果较低。本专利技术目的在于提供一种旋转机械，该旋转机械具备能够进一步增强回旋流的减少效果的密封机构。根据本专利技术的第一方案，旋转机械的特征在于，具备：转子，具有绕着轴线旋转的转子主体和以从该转子主体向径向外侧延伸的方式配置的动叶片；壳体，以从外周侧包围该转子的方式配置，并且形成有供上述动叶片的前端进入的腔室；多个密封片，从上述壳体的上述腔室的内周面向上述动叶片的前端延伸，对上述壳体与上述动叶片之间的空间进行密封；及涡旋隔断器，在上述多个密封片之间，从上述壳体的上述腔室的内周面向径向内侧延伸，并具有供回旋流碰撞的回旋流碰撞面，并且在上述回旋流碰撞面的至少一部分形成有使上述回旋流沿周向通过的回旋流通过部，上述涡旋隔断器由板状体形成，上述回旋流碰撞面以相对于上述轴线方向的角度在上述回旋流碰撞面的基端侧和前端侧不同的方式形成。根据上述结构，在密封片与密封片之间配置有涡旋隔断器，由此回旋流与涡旋隔断器发生碰撞，从而能够通过涡旋隔断器使回旋流的动压力衰减而使回旋流减少。另外，通过在回旋流碰撞面上形成回旋流通过部，在回旋流碰撞面存在的径向位置处回旋流通过该回旋流通过部并沿周向流动，因此能够增强回旋流的减少效果。另外，根据上述结构，对于在上游侧的密封片与下游侧的密封片之间反复弹回的回旋流的行迹，能够形成更适合的涡旋隔断器。根据本专利技术的第二方案，旋转机械的特征在于，具备：转子，具有绕着轴线旋转的转子主体和以从该转子主体向径向外侧延伸的方式配置的动叶片；壳体，以从外周侧包围该转子的方式配置，并且形成有供上述动叶片的前端进入的腔室；多个密封片，从上述壳体的上述腔室的内周面向上述动叶片的前端延伸，对上述壳体与上述动叶片之间的空间进行密封；及涡旋隔断器，在上述多个密封片之间，从上述壳体的上述腔室的内周面向径向内侧延伸，并具有供回旋流碰撞的回旋流碰撞面，并且在上述回旋流碰撞面的至少一部分形成有使上述回旋流沿周向通过的回旋流通过部，上述回旋流碰撞面以与上述回旋流的流动方向正交的方式相对于上述轴线方向倾斜地形成。在上述旋转机械中，可以是，上述回旋流通过部是形成在上述回旋流碰撞面与轴线方向一侧的上述密封片及轴线方向另一侧的上述密封片中的至少一方之间的间隙。根据上述结构，能够以更简单的结构形成回旋流通过部。在上述旋转机械中，可以是，涡旋隔断器由形成有至少一个孔的板状体形成，上述回旋流通过部是上述至少一个孔。根据上述结构，通过调整孔的直径、形状、数量、配置等，对于回旋流的行迹，能够形成更适合的涡旋隔断器。在上述旋转机械中，可以是，对上述涡旋隔断器的上述回旋流碰撞面和上述密封片的表面中的至少一方实施凹坑加工。根据上述结构，与将回旋碰撞面及密封片设为平滑面的情况相比，回旋流与涡旋隔断器及密封片的摩擦引起的能量损失增加，因此蒸汽所包含的回旋分量的减少效果增大。在上述旋转机械中，可以是，上述涡旋隔断器的截面形状为波形。根据上述结构，除了具有径向的涡度的剥离流之外，还产生具有轴向/周向的涡度的规模较小的多个涡流。由此，密封片间的空间内的流动的紊乱增大，蒸汽所包含的回旋分量的减少效果增大。在上述旋转机械中，可以是，上述涡旋隔断器以宽度随着朝向径向内周侧而变窄的方式形成。根据上述结构，容易将通过了密封片的泄漏喷气导入到设置有涡旋隔断器的由密封片包围的空间内，能够进一步增强涡旋隔断器的效果。专利技术效果根据本专利技术，在密封片与密封片之间配置有涡旋隔断器，由此回旋流与涡旋隔断器发生碰撞，从而能够通过涡旋隔断器使回旋流的动压力衰减而使回旋流减少。另外，通过在回旋流碰撞面上形成回旋流通过部，回旋流容易通过该回旋流通过部，能够增强回旋流的减少效果。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施方式的蒸汽轮机的概略结构的剖视图。图2是第一实施方式的蒸汽轮机的密封片的主要部分放大剖视图，是图1的I的放大剖视图。图3是从径向外侧观察第一实施方式的蒸汽轮机的密封片的图。图4是对未配置涡旋隔断器的情况下的流入到环状槽的泄漏蒸汽的行迹进行说明的与图2对应的图。图5是图4的A-A向视剖视图。图6是图4的B-B向视剖视图。图7是对第一实施方式的涡旋隔断器的作用进行说明的图。图8是对第一实施方式的涡旋隔断器的变形例进行说明的与图3对应的图。图9是对第一实施方式的涡旋隔断器的变形例进行说明的与图3对应的图。图10是对第一实施方式的涡旋隔断器的变形例进行说明的与图3对应的图。图11是对第一实施方式的涡旋隔断器的变形例进行说明的与图3对应的图。图12是对第一实施方式的涡旋隔断器的变形例进行说明的与图3对应的图。图13是第二实施方式的涡旋隔断器的与图7对应的图。图14是从径向外侧观察第二实施方式的涡旋隔断器的图。图15是第三实施方式的涡旋隔断器的与图7对应的图。图16是第三实施方式的变形例的涡旋隔断器的与图7对应的图。图17是第三实施方式的变形例的涡旋隔断器的与图7对应的图。图18是第四实施方式的涡旋隔断器的与图3对应的图。图19是第四实施方式的涡旋隔断器的主视图，是表示回旋流碰撞面的图。图20是第五实施方式的涡旋隔断器的立体图。图21是第五实施方式的涡旋隔断器的变形例的立体图。图22是从径向外侧观察第五实施方式的涡旋隔断器的图。图23是第六实施方式的涡旋隔断器的与图7对应的图。图24是第六实施方式的涡旋隔断器的变形例的与图7对应的图。图25是第六实施方式的涡旋隔断器的变形例的与图7对应的图。具体实施方式(第一实施方式)以下，基于附图对作为本专利技术的第一实施方式的旋转机械的蒸汽轮机进行说明。如图1所示，本实施方式的蒸汽轮机1具备：壳体10；调整阀20，对流入到壳体10的蒸汽S的量和压力进行调整；转子30，以旋转自如的方式设于壳体10的内侧，并将动力向未图示的发电机等机械传递；静叶片40，保持在壳体10上；动叶片50，设于转子30；及轴承部60，将转子30支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转机械，其特征在于，具备：转子，具有绕着轴线旋转的转子主体和以从所述转子主体向径向外侧延伸的方式配置的动叶片；壳体，以从外周侧包围所述转子的方式配置，并且形成有供所述动叶片的前端进入的腔室；多个密封片，从所述壳体的所述腔室的内周面向所述动叶片的前端延伸，对所述壳体与所述动叶片之间的空间进行密封；及涡旋隔断器，在所述多个密封片之间，从所述壳体的所述腔室的内周面向径向内侧延伸，并具有供回旋流碰撞的回旋流碰撞面，并且在所述回旋流碰撞面的至少一部分形成有使所述回旋流沿周向通过的回旋流通过部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.04.03 JP 2013-0780291.一种旋转机械，其特征在于，具备：转子，具有绕着轴线旋转的转子主体和以从所述转子主体向径向外侧延伸的方式配置的动叶片；壳体，以从外周侧包围所述转子的方式配置，并且形成有供所述动叶片的前端进入的腔室；多个密封片，从所述壳体的所述腔室的内周面向所述动叶片的前端延伸，对所述壳体与所述动叶片之间的空间进行密封；及涡旋隔断器，在所述多个密封片之间，从所述壳体的所述腔室的内周面向径向内侧延伸，并具有供回旋流碰撞的回旋流碰撞面，并且在所述回旋流碰撞面的至少一部分形成有使所述回旋流沿周向通过的回旋流通过部，所述涡旋隔断器由板状体形成，所述回旋流碰撞面以相对于所述轴线方向的角度在所述回旋流碰撞面的基端侧和前端侧不同的方式形成。2.根据权利要求1所述的旋转机械，其特征在于，所述回旋流通过部是形成在所述回旋流碰撞面与轴线方向一侧的所述密封片及轴线方向另一侧的所述密封片中的至少一方之间的间隙。3.根据权利要求1所述的旋转机械，其特征在于，所述涡旋隔断器由形成有至少一个孔的板状体形成，所述回旋流通过部是所述至少一个孔。4.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转机械，其特征在于，对所述涡旋隔断器的所述回旋流碰撞面和所述密封片的表面中的至少一方实施凹坑加工。5.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转机械，其特征在于，所述涡旋隔断器的截面形状为波形。6.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转机械，其特征在于，所述涡旋隔断器以宽度随着朝向径向内周侧而变窄的方式...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本和幸，贝漕高明，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP